dissertação
Cascas residuais de pitaia de polpa vermelha (hylocereus polyrhizus) como biossorvente para remoção do hormônio 17α-metiltestosterona
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Editor
Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Química
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Os contaminantes emergentes, como os hormônios desreguladores endócrinos, são
compostos detectados em baixas concentrações (ng L-1
– μg L-1
), e que provocam diversas
perturbações ambientais, especialmente aos recursos hídricos. Devido à sua baixa solubilidade
em água, esses poluentes tendem a se acumular naturalmente nos sólidos em solução, de tal
forma que a adsorção é uma abordagem de tratamento promissora. Neste sentido, visando o
desenvolvimento de tecnologias sustentáveis, que englobem o tratamento dos poluentes e
também o reaproveitamento de resíduos agroindustriais, cascas residuais de pitaia de polpa
vermelha (Hylocereus polyrhizus) in natura (IN) e pós-tratamento alcalino (CT), foram
investigadas quanto à eficiência de remoção do hormônio desregulador endócrino 17α-
metiltestosterona em solução aquosa. Efeitos da quantidade de biossorvente, da concentração
inicial e do pH do meio foram avaliados e indicaram as melhores condições para realização dos
estudos. As caracterizações apontaram mudanças na superfície do material após processo de
tratamento alcalino, em que se observou a formação de microporos, além de alterações na
composição e estabilidade térmica da biomassa. Análises de infravermelho após a adsorção
revelaram a influência dos grupos funcionais -OH de fenóis e álcoois, C=O de ácidos
carboxílicos e ésteres e ligações associadas a anéis aromáticos na remoção do hormônio. O
processo de transferência de massa mostrou-se governado por uma cinética de pseudo-segunda
ordem em que a etapa lenta correspondeu à formação de ligações químicas. O estudo isotérmico
revelou alta eficiência em baixas concentrações atingindo o equilíbrio rapidamente, no qual a
remoção ocorreu em sítios homogêneos com formação de monocamada. De acordo com ajuste
ao modelo de Dubinin-Radushkevich para o material tratado, os microporos formados pela
modificação química tiveram relevância na remoção da metiltestosterona. Estes resultados,
associados às baixas concentrações em que os contaminantes emergentes são encontrados,
sinalizam o biossorvente de pitaia como uma alternativa potencialmente vantajosa e de baixo
custo para remoção do hormônio.
Abstract
Emerging contaminants, such as endocrine disrupting hormones, are compounds
detected in low concentrations (ng L-1
– μg L-1
), which cause various environmental
disturbances, especially to water resources. Due to their low water solubility, these pollutants
tend to naturally accumulate in solids in solution, so adsorption is a promising treatment
approach. In this sense, aiming at the development of sustainable technologies, which include
the treatment of pollutants and also the reuse of agro-industrial residues, residual peels of red
pulp pitaya (Hylocereus polyrhizus) in natura (IN) and after alkaline treatment (CT) were
investigated. regarding the efficiency of removing the endocrine disrupting hormone 17α-
methyltestosterone in aqueous solution. Effects of the amount of biosorbent, the initial
concentration and the pH of the medium were evaluated and indicated the best conditions for
carrying out the studies. The characterizations showed changes in the surface of the material
after the alkaline treatment process, in which the formation of micropores was observed, in
addition to changes in the composition and thermal stability of the biomass. Infrared analysis
after adsorption revealed the influence of -OH functional groups of phenols and alcohols, C=O
of carboxylic acids and esters and bonds associated with aromatic rings on hormone removal.
The mass transfer process was shown to be governed by a pseudo-second order kinetics in
which the slow step corresponded to the formation of chemical bonds. The isothermal study
revealed high efficiency at low concentrations, reaching equilibrium quickly, in which the
removal occurred in homogeneous sites with monolayer formation. According to the
adjustment to the Dubinin-Radushkevich model for the treated material, the micropores formed
by the chemical modification were relevant in the removal of methyltestosterone. These results,
associated with the low concentrations at which emerging contaminants are found, point to
pitaya biosorbent as a potentially advantageous and low-cost alternative for removing the
hormone.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
ISBN
DOI
Citação
MENDONÇA, A. C. Cascas residuais de pitaia de polpa vermelha (hylocereus polyrhizus) como biossorvente para remoção do hormônio 17α-metiltestosterona. 2022. 80 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.